[發明專利]含有P–N鍵的化合物及制備方法

有效

• 申請號: 202110631151.7
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113321683B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 陳弓;白子謙;王浩;何剛
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C07F9/54
• 分類號: C07F9/54;C07F9/535
• 代理公司: 天津市尚文知識產權代理有限公司 12222
• 代理人: 黃靜

本發明屬于化合物中間體合成領域，具體涉及一種制備含有P–N鍵的化合物的方法及制備的P–N化合物。本發明的合成方法為：以含膦化合物和3?取代?1,4,2?二噁唑?5?酮為原料，在鐵催化劑條件下反應，生成含有P–N鍵的式Ⅰ～式V化合物，具體包括酰胺基膦、亞胺基膦酰胺、膦酰胺及胺基膦化合物。本發明利用二級膦與3?取代?1,4,2?二噁唑?5?酮作為反應試劑，底物簡單易得，催化劑為廉價的鹵代鐵，通過調控不同的反應條件，可合成多種P–N鍵化合物，為磷/氮配體的合成提供了全新的合成策略。該方法避免使用具有潛在危險的疊氮化物或有毒的膦鹵化物，具有潛在的合成應用。

技術領域

本發明屬于化學中間體技術領域，涉及鐵催化的一種含有P–N鍵的化合物及制備方法。

背景技術

P–N鍵廣泛存在于天然藥物分子中，也廣泛應用于配體的設計合成中，常用于不對稱催化領域。傳統的P–N鍵合成主要局限于施陶丁格反應或胺親核試劑對膦鹵化合物的親核取代。盡管施陶丁格反應應用廣泛，但其用到的疊氮化物具有潛在的爆炸性，大量合成具有一定的局限性。胺親核試劑對膦鹵化合物的親核取代方法雖然簡單，但高毒性的膦鹵化合物同樣限制了其應用，因此發展較為溫和的方法合成含有P–N鍵的化合物具有很重要的意義。

二噁唑酮是一類常用的胺化試劑(ACS Catal.2020,10,4751)，是一類綠色安全的酰基氮賓前體，早在1951年，Beck課題組首次合成了二噁唑酮底物(Chem.Ber.1951,84,688)，1968年，Sauer和Mayer課題組發現在加熱或光照條件下，二噁唑酮可脫除二氧化碳分別與硫醚或亞砜發生胺化反應(Tetrahedron Lett.1968,9,319)。自此二噁唑酮并沒有得到進一步的研究，直到2014年Bolm課題組將過渡金屬Ru催化劑應用到二噁唑酮對硫醚或亞砜的胺化反應后，二噁唑酮才得到廣泛關注。二噁唑酮形成金屬氮賓后可實現多種類型的胺化反應，構筑一系列X–N鍵，如對硫醚或亞砜的胺化(ACIE,2014,53,5639)、C–H鍵胺化(Science,2018,359,1016)、N–H鍵胺化(Nature Chem.2021,13,378)等，是一種非常溫和、高效的胺化策略。酰基疊氮化合物也可作為酰基氮賓前體，但其制備及保存均較為苛刻，有一定的危險性，酰基疊氮化合物本身較容易分解出氮氣而變壞，相比于此，二噁唑酮安全穩定，且制備方便，目前已得到廣泛利用。金屬氮賓中間體一般具有較強的親電性，開發新型親核試劑捕捉金屬氮賓中間體將會拓寬二噁唑酮的應用范圍。

過渡金屬催化的氮賓轉移反應所使用的金屬大多是貴金屬，如Ir、Ru、Rh、Co等。可替代貴金屬的鐵催化劑是一類較為理想的催化劑，具有環境友好、毒性小、易降解、殘留低、廉價易得等特點，其在氮賓化學中具有廣泛應用，相比于貴金屬，鐵催化的氮賓轉移反應更有潛力得到工業應用，這在很大程度上推進了其研究進程。

含有P–N鍵的化合物往往作為配體得到廣泛應用。如酰胺基膦、胺基膦中的磷原子具有較強的配位性而應用于配體設計，膦酰胺中的氮也可作為配體參與金屬催化反應；亞胺基膦酰胺可與金屬形成獨特的四元環金屬配合物而參與催化反應。開發從易得底物出發，簡單易行的合成方法對上述化合物進行高效合成具有較高的應用價值。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種含有P–N鍵的化合物及制備方法。本發明的合成策略即是利用二級/三級膦作為親核試劑，與親電性的金屬氮賓反應從而構筑P–N鍵，通過改變不同的反應條件合成了多樣化的P–N鍵化合物，這一策略簡單有效，合成多樣化的P–N化合物，包括酰胺基膦、亞胺基磷酰胺、磷酰胺以及胺基膦化合物。該方法在鐵催化劑下，兩底物在簡單溫和的條件下即可得到P–N化合物，原子利用率高，高收率得到產物。

為實現以上目的，本發明的技術方案為：

本發明的目的之一是提供含有P–N鍵的化合物的制備方法，以含膦化合物和3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮為原料，在鐵催化劑條件下反應，生成式I含有P–N鍵的化合物，該化合物柱層析不穩定，通過加入硼烷絡合物得到式II或式III化合物，式II、式III化合物空氣、柱層析穩定。